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Un nuevo satélite en miniatura diseñado y construido en el Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial (LASP) de la Universidad de Boulder demuestra que las cosas "bonitas" pueden asumir grandes retos científicos.
El Experimento de Tránsito Ultravioleta de Colorado (CUTE) se lanzará al espacio el 27 de septiembre. Esta nave espacial, de aproximadamente 4 millones de dólares, es un tipo de satélite más pequeño de lo habitual, conocido como "CubeSat", y es tan grande como una "caja de Cheerios del tamaño de una familia", dijo el investigador del LASP Kevin France, investigador principal de la misión.
Pero tiene objetivos poderosos: En el transcurso de unos 7 meses, la misión rastreará la física volátil en torno a una clase de planetas extremadamente calientes que orbitan alrededor de estrellas muy alejadas de la Tierra. Se trata de la primera misión CubeSat financiada por la NASA para observar estos mundos lejanos, lo que supone una importante prueba de lo que pueden hacer las pequeñas naves espaciales.
"Es un experimento que la NASA está llevando a cabo para ver cuánta ciencia se puede hacer con un satélite pequeño", dijo France, profesor del Departamento de Ciencias Astrofísicas y Planetarias. "Eso es emocionante, pero también un poco desalentador".
La misión despegará a bordo de un cohete Atlas V de United Launch Alliance junto con el satélite Landsat 9 desde la base de la Fuerza Espacial de Vandenberg en Lompoc, California.
Una vez que CUTE entre en órbita alrededor de la Tierra, pondrá su mirada en un conjunto de exoplanetas llamados "Júpiter calientes". Como su nombre indica, estos planetas gaseosos son grandes y muy calientes, alcanzando temperaturas de miles de grados Fahrenheit. Los hallazgos del satélite ayudarán a los científicos a comprender mejor cómo evolucionan estos planetas, y muchos otros, e incluso se reducen a lo largo de miles de millones de años.
En los últimos años, el LASP ha liderado el desarrollo de múltiples misiones CubeSat para explorar desde la actividad del sol hasta las supernovas en galaxias lejanas. A diferencia de las misiones espaciales de mayor envergadura, que suelen tener un precio de cientos de millones de dólares, los ingenieros pueden producir CubeSats de forma barata.
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| Un equipo instala CUTE en su sistema de lanzamiento. Crédito: Kevin France; NASA/WFF |
Hace tan sólo una década, muchos miembros de la comunidad espacial opinaban que las misiones CubeSat eran poco más que "juguetes", dijo el director del LASP, Daniel Baker. "Se reconocía que las pequeñas naves espaciales podían ser útiles como herramientas de enseñanza y formación, pero existía un escepticismo generalizado sobre la posibilidad de hacer ciencia de vanguardia con plataformas tan pequeñas. Estoy encantado de que el LASP y la Universidad de Colorado hayan liderado el camino para demostrar que se puede hacer ciencia notable con paquetes pequeños". CUTE y otras misiones CubeSat de la CU están cambiando el panorama de la investigación básica".
Planetas abrasadores
CUTE, en particular, aborda un tema candente en la astrofísica.
Los Júpiteres calientes, y sus primos aún más caóticos, los Júpiteres ultra calientes, son una clase especialmente inhóspita de mundos gaseosos. Por ejemplo, KELT-9b: Este planeta, que se encuentra en un sistema estelar a unos 670 años luz del nuestro, tiene una masa casi tres veces mayor que la de Júpiter. Pero KELT-9b también orbita mucho más cerca de su estrella, tan cerca que las temperaturas del planeta alcanzan unos alucinantes 7.800 grados Fahrenheit.
"Debido a que estos planetas están estacionados tan cerca de sus estrellas madre, reciben una tremenda cantidad de radiación", dijo France.
Esa radiación hace mella en el planeta con el paso del tiempo. A esas temperaturas, las atmósferas de los Júpiter calientes comienzan a expandirse como un pez globo y pueden incluso desgarrarse y escapar al espacio.
Aquí es donde entra CUTE: A lo largo de su misión, la nave espacial medirá la rapidez con la que se escapan los gases de un mínimo de 10 Júpiter calientes, incluido KELT-9b. Para ello, utilizará su exclusivo diseño de telescopio rectangular, que fue creado por primera vez en el LASP.
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| Rick Kohnert, ingeniero de sistemas de CUTE, y Arika Egan posan con el pequeño satélite en LASP. Crédito: Kevin France; NASA/WFF |
"En última instancia, CUTE tiene un propósito principal, y es estudiar las atmósferas infladas de estos exoplanetas realmente calientes y bastante gaseosos", dijo Arika Egan, una estudiante graduada en LASP que ha ayudado a desarrollar la misión. "La inflación y el escape que experimentan estas atmósferas exoplanetarias están en escalas que no se ven en nuestro propio sistema solar".
France añadió que los hallazgos del equipo pueden decir mucho a los científicos no sólo sobre los Júpiter calientes, sino sobre toda la gama de planetas que existen en la galaxia. Eso incluye mundos pequeños y rocosos como la Tierra y sus vecinos cercanos. (Marte, por ejemplo, también perdió gran parte de su atmósfera a lo largo de casi 3.000 millones de años, lo que hizo que el planeta fuera inhabitable para los humanos).
"Cuantos más lugares comprendamos el escape atmosférico, mejor entenderemos el escape atmosférico en su conjunto", dijo France. "Así podremos aplicar estos hallazgos a diferentes tipos de planetas".
Buen viaje
Señaló que CUTE es muy adecuado para sondear las atmósferas de mundos extraterrestres. A diferencia de las misiones espaciales de mayor envergadura, como el telescopio espacial Hubble, este satélite sólo tiene un trabajo que hacer: Explorar tantos Júpiter calientes como pueda durante su corta vida.
France afirma que, tras pasar cuatro años desarrollando CUTE en Boulder, él y su equipo se sienten agridulces ante el próximo lanzamiento de la misión. Egan, por su parte, está deseando que la pequeña nave haga una pequeña mella en las preguntas sobre el lugar de la Tierra en la galaxia.
"Cuando miras al cielo y ves miles de estrellas, eso ya es existencial de por sí", dijo. "Pero luego piensas en los planetas que hemos descubierto alrededor de esas estrellas, miles de planetas. Apenas hemos arañado la superficie para caracterizarlos, para comprender su diversidad. Lo poco que sabemos es asombroso, y unirse al esfuerzo por aprender más es satisfactorio".
Fuentes, créditos y referencias:
imagen: Representación artística del planeta KELT-9b. Crédito: LASP; NASA/JPL-Caltech
Proporcionado por la Universidad de Colorado en Boulder